專利名稱：一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，具體地說是指對(duì)生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)生的提取廢液經(jīng)過厭氧沼氣發(fā)酵，沼液(即厭氧出水)再經(jīng)過微氧化處理、脫色處理、 固體酸吸附處理后，再循環(huán)回用作為產(chǎn)品生產(chǎn)的工藝用水，實(shí)現(xiàn)沼液資源化的目的，從而削減生產(chǎn)性廢水的污染，同時(shí)大幅度降低水資源的消耗，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明屬于生物發(fā)酵工業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)涉及食品、醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位，其發(fā)展速度和規(guī)模受人矚目。如酒精、抗生素、檸檬酸、氨基酸等發(fā)酵產(chǎn)品，產(chǎn)量均居世界前列，且每年平均增幅在10%以上。然而，傳統(tǒng)的生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)也是一個(gè)高污染的產(chǎn)業(yè)。以發(fā)酵法生產(chǎn)酒精為例，每生產(chǎn)一噸產(chǎn)品要排放10 15噸高濃度廢水。對(duì)于多數(shù)發(fā)酵法抗生素而言，由于發(fā)酵液中產(chǎn)物濃度低，產(chǎn)品提取后排放的廢水量更大。發(fā)酵工業(yè)廢水含有豐富的蛋白質(zhì)、糖類和多種微量元素，廢水COD高達(dá)40000-100000mg/L。廢水污染問題已制約我國生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，我國也是水資源嚴(yán)重缺乏的國家之一，在長三角等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，政府不僅限制生物發(fā)酵企業(yè)的廢水排放總量，對(duì)用水總量也已開始出臺(tái)相關(guān)的限制政策。因此，對(duì)于國內(nèi)生物發(fā)酵企業(yè)，如何降低新鮮水的消耗與減排有著同樣重要的
眉、ο目前，傳統(tǒng)發(fā)酵工業(yè)廢水的處理方法仍主要采用生物法處理即廢水先經(jīng)過厭氧發(fā)酵產(chǎn)沼氣，沼液再通過曝氣等好氧處理，然后排放。該方法中，厭氧發(fā)酵獲得的沼氣可作為能源替代部分煤炭，因而具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。但后續(xù)的曝氣等好氧處理，則占地大、動(dòng)力消耗多，尤其是沼液經(jīng)過曝氣等好氧處理后仍然難以達(dá)標(biāo)排放，還需要經(jīng)過深度處理，從而增加成本，成為企業(yè)的負(fù)擔(dān)。即使好氧處理后達(dá)標(biāo)排放，也會(huì)造成水資源的浪費(fèi)。專利申請(qǐng)(2010105764117)提出了一種以厭氧出水為配料水的酒精生產(chǎn)方法，該方法通過對(duì)厭氧出水短時(shí)間氧化處理后回用于生產(chǎn)作為配料用水，在消除廢水污染的同時(shí)節(jié)約了大量新鮮水資源。我們的進(jìn)一步研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著沼液回用循環(huán)批次的增加，仍然會(huì)有少數(shù)物質(zhì)出現(xiàn)積累現(xiàn)象。如在原料雜質(zhì)含量較高的酒精和檸檬酸生產(chǎn)中，沼液中無機(jī)離子的濃度隨著循環(huán)批次增加而逐漸積累，在青霉素發(fā)酵生產(chǎn)過程中，沼液中糠醛類色素物質(zhì)也有緩慢累積的趨勢。盡管在我們已實(shí)施的32批次沼液循環(huán)回用的酒精發(fā)酵試驗(yàn)中， 還沒有發(fā)現(xiàn)上述無機(jī)離子、色素等物質(zhì)的累積對(duì)發(fā)酵的影響，但可以預(yù)見，沼液無限循環(huán)可能被迫中斷的風(fēng)險(xiǎn)依然存在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足之處，消除沼液循環(huán)回用生產(chǎn)過程中可能累積的成份，從而提供一種沼液能夠無限制循環(huán)回用于生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，實(shí)現(xiàn)廢水的零排放及水資源的循環(huán)利用，并淘汰傳統(tǒng)的好氧裝置，降低運(yùn)行成本和占地面積。
如圖1所示，按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法， 主要包括以下工藝步驟步驟101 發(fā)酵液經(jīng)過各種提取工藝得到提取廢液和產(chǎn)品；本步驟所謂的提取工藝，是指針對(duì)不同產(chǎn)品的發(fā)酵液所對(duì)應(yīng)的不同提取手段，如蒸餾、等電結(jié)晶、離子交換、沉淀方法、溶劑萃取等行業(yè)中常規(guī)提取方法，采用其它提取方法也不影響本發(fā)明的實(shí)施；本步驟所謂的提取廢液，是指酒精、氨基酸、有機(jī)酸、抗生素等發(fā)酵液經(jīng)過各種提取工序獲得發(fā)酵產(chǎn)品后排放的廢水。步驟102 提取廢液經(jīng)過固液分離得到的濾液；本步驟中的固液分離非必須操作步驟，提取廢液中固體可以和提取廢液一并進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵以增加沼氣產(chǎn)量。步驟102可以根據(jù)實(shí)際需要選擇是否執(zhí)行；步驟103 步驟101產(chǎn)生的提取廢液直接進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵，或步驟101產(chǎn)生的提取廢液經(jīng)過步驟102處理得到的濾液進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵，厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣和沼液；本步驟所述的厭氧發(fā)酵，是生物法廢水處理中常用方法，厭氧發(fā)酵方式及工藝條件不受限制。本發(fā)明最優(yōu)的厭氧發(fā)酵方式采用兩級(jí)厭氧發(fā)酵，第一級(jí)為高溫厭氧發(fā)酵，溫度 50 70°C，水力停留時(shí)間4-10天，第二級(jí)采用中溫厭氧發(fā)酵，溫度25 45°C，水力停留時(shí)間2-8天。厭氧發(fā)酵后出水的pH在7. 0 8. 5、總COD在1000 2500mg/L之間。步驟104 步驟103產(chǎn)生的沼液經(jīng)過固液分離得到的濾液；本步驟中的固液分離非必須操作步驟，沼液中含有少量活性污泥，但并不影響微氧化操作及微氧化的效果，步驟104可以根據(jù)實(shí)際需要選擇是否執(zhí)行；步驟105 步驟103獲得的沼液，直接進(jìn)行微氧化處理，或沼液先進(jìn)行步驟104固液分離得到的濾液進(jìn)行微氧化處理；本步驟中所述的微氧化處理，是指采用空氣、純氧、雙氧水、臭氧等中的一種或多種組合，對(duì)沼液進(jìn)行氧化處理；當(dāng)采用空氣氧化處理時(shí)，向厭氧出水中通入空氣，通風(fēng)比為0.05 8L/L.min，溫度為20 80°C，處理時(shí)間20min 12h ；當(dāng)采用純氧氧化處理時(shí)，向厭氧出水中通入純氧，通風(fēng)比為0. 1 4L/L.min，控制溫度20 80°C，處理時(shí)間6min IOh ；當(dāng)采用雙氧水處理時(shí)，雙氧水的體積百分比添加量為0.001 0.5%，處理時(shí)間 3min 8h，處理溫度在20 80°C ；當(dāng)采用臭氧處理時(shí)，通風(fēng)比為0. 1 1. 8L/L.min，控制溫度20 80°C，處理時(shí)間 5min 9h。步驟106 對(duì)步驟105處理后的沼液進(jìn)行脫色處理；本步驟中的脫色處理并非每批沼液循環(huán)必須操作步驟，可根據(jù)實(shí)際需要選擇是否執(zhí)行；如在沼液循環(huán)的前幾批甚至前幾十批，沼液中色素含量較低，對(duì)發(fā)酵無抑制作用，沼液無需進(jìn)行脫色處理。最優(yōu)的操作是采用“多次少量”的脫色處理方法，即每批沼液循環(huán)過程中均脫色，但每次脫色處理時(shí)僅添加少量脫色劑，控制色素的積累。本步驟中所述的脫色處理，是指用活性炭、硅藻土、活性氧化鋁等常用的脫色劑中的一種或多種組合，對(duì)微氧化后的沼液進(jìn)行脫色處理。
當(dāng)采用活性炭脫色處理時(shí)，活性炭添加的量為0. 1 30g/L，處理時(shí)間30 50min，處理溫度在50 70°C ；當(dāng)采用硅藻土脫色處理時(shí)，硅藻土添加的量10 100g/L，處理時(shí)間20 60min， 處理溫度在50 70°C ；當(dāng)采用活性氧化鋁脫色處理時(shí)，活性氧化鋁添加的量為1 50g/L，處理時(shí)間20 60min，處理溫度在20 70°C ；步驟107 由步驟105處理后直接進(jìn)入該步驟進(jìn)行固液分離，或由步驟105處理后再經(jīng)過步驟106脫色處理后再進(jìn)行該步驟固液分離得到的濾液；步驟108 由步驟105處理后直接進(jìn)入該步驟進(jìn)行固體酸處理，或由步驟105處理后經(jīng)過步驟107處理的濾液再進(jìn)入該步驟進(jìn)行固體酸處理，或由步驟105經(jīng)過步驟106處理再經(jīng)過步驟107處理后的濾液進(jìn)入該步驟進(jìn)行固體酸處理；本步驟中所述的固體酸處理，是指采用分子篩、樹脂、硅膠等中的一種或多種組合，對(duì)微氧化或脫色處理后的沼液進(jìn)行處理。當(dāng)采用樹脂處理時(shí)，樹脂添加的量為100 400g/L，處理時(shí)間5 40min，處理溫度在20 80°C ；當(dāng)采用分子篩處理時(shí)，分子篩添加的量80 350g/L，處理時(shí)間5min lh，處理溫度在20 80°C ；當(dāng)采用硅膠處理時(shí)，硅膠添加的量為10 100g/L，處理時(shí)間20min 2h，處理溫度在20 80°C ；步驟109 經(jīng)過步驟108固體酸處理后的沼液(資源化后的沼液)與淀粉質(zhì)原料按照一定比例混合拌料，資源化后的沼液不足部分用自來水補(bǔ)足。資源化后的沼液與淀粉質(zhì)原料的具體比例，由該產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝決定；步驟110 拌料后根據(jù)發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝組織生產(chǎn)發(fā)酵；將步驟110中的發(fā)酵液再回到上述步驟101，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明所述的淀粉質(zhì)原料指薯類、玉米、谷物、糖蜜、精淀粉、小麥、淀粉水解糖等。本發(fā)明所述的固液分離指采用板框過濾、各種離心機(jī)離心分離、各種帶濾機(jī)、各種膜分離中的一種或多種串聯(lián)組合進(jìn)行固液分離，各種組合方式不限。本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明資源化手段多，應(yīng)用范圍廣，具體地說是指生物發(fā)酵產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)生的提取廢液凡經(jīng)過厭氧沼氣發(fā)酵后的沼液均可采用本發(fā)明方法進(jìn)行資源化處理；2、本發(fā)明中沼液經(jīng)過資源化處理后對(duì)產(chǎn)品發(fā)酵水平無影響，其發(fā)酵產(chǎn)品濃度與自來水發(fā)酵產(chǎn)品濃度相當(dāng)，真正實(shí)現(xiàn)沼液資源化目的；3、本發(fā)明中對(duì)沼液的資源化處理方法，真正消除沼液循環(huán)回用生產(chǎn)過程中可能累積的成份，實(shí)現(xiàn)廢水的零排放及水資源的循環(huán)利用，并淘汰傳統(tǒng)的好氧裝置，降低運(yùn)行成本和占地面積。


圖1為本發(fā)明利用沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法總體流程示意圖；圖2為本發(fā)明利用沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化生產(chǎn)酒精的方法實(shí)施例一、二的流程示意圖；圖3為本發(fā)明利用沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化生產(chǎn)檸檬酸的方法實(shí)施例三、四的流程示意圖；圖4為本發(fā)明利用沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化生產(chǎn)青霉素的方法實(shí)施例五的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面本發(fā)明將結(jié)合附圖中的實(shí)施例作進(jìn)一步描述實(shí)施例一一種實(shí)現(xiàn)沼液回用生產(chǎn)酒精的方法，如圖2所示，主要包括以下工藝步驟步驟201 酒精發(fā)酵液采用蒸餾的方法得到蒸餾廢液和產(chǎn)品，蒸餾廢液總COD為 100000mg/L ；步驟202 酒精蒸餾廢液經(jīng)過固液分離得到離心母液和酒糟；這里，步驟202可以根據(jù)實(shí)際需要選擇是否執(zhí)行；在本實(shí)施例中，選擇執(zhí)行該步驟，固液分離采用臥螺離心方法進(jìn)行分離，固液分離采用其它分離方法也不影響本實(shí)例的實(shí)施；步驟203 將步驟201或步驟202的廢液冷卻至55°C，進(jìn)入第一級(jí)高溫厭氧UASB 反應(yīng)器中，維持溫度在55°C，水力停留時(shí)間(HRT) 4d，pH在7. 0 7. 5。一級(jí)高溫厭氧出水經(jīng)過自然沉降，同時(shí)冷卻至45°C，沉降污泥經(jīng)臥螺離心，離心液和出水再進(jìn)入第二級(jí)中溫 UASB反應(yīng)器中。維持溫度在45°C，HRT在4d，pH在7. 4 8. 0，并得到沼液；在本實(shí)施例中，選擇執(zhí)行步驟202的廢液進(jìn)行步驟203實(shí)施；步驟204 沼液經(jīng)過固液分離得到沼泥和濾液；這里，步驟204可以根據(jù)實(shí)際需要選擇是否執(zhí)行；在本實(shí)施例中，可以選擇執(zhí)行該步驟，固液分離采用板框過濾方法進(jìn)行分離，固液分離采用其它分離方法也不影響本實(shí)例的實(shí)施；步驟205 步驟204的濾液進(jìn)入氧化處理罐，維持溫度在40°C，通入純氧氣，通氣比為1. 2L/L. min并不斷攪拌，處理池。過濾后的氧化出水氨氮在180mg/L，S2—在40mg/L，堿度在 3200mgCaC03/L ；步驟206 氧化后的出水添加活性炭8g/L，維持溫度在60°C，并不斷攪拌處理 40min,處理后經(jīng)過板框過濾，得到濾液和濾餅，濾餅活性炭可以再生；這里，該步驟可根據(jù)實(shí)際情況決定是否執(zhí)行；在本實(shí)施例中，選擇執(zhí)行該步驟；步驟207 脫色液經(jīng)過80g硅膠，維持溫度在40°C，并不斷攪拌，處理50min。板框過濾，濾液回配料回用，濾渣進(jìn)行再生；步驟208 取2000g木薯，加入經(jīng)過上述處理后的沼液至6000ml，不足部分采用自來水補(bǔ)充，混勻后置于10L發(fā)酵罐中；步驟209 先調(diào)節(jié)pH至5. 8，加入20000U/ml的高溫α -淀粉酶1. 1ml，攪拌均勻后加熱，100°c保溫液化60min。迅速降溫至60°C，攪拌均勻后加入120000U/ml的糖化酶 2. 2ml，維持溫度60°C，32min。糖化結(jié)束后降溫至30°C，接入10%的擴(kuò)培酒精酵母，恒溫發(fā)酵50h。發(fā)酵結(jié)束后酒精度為10.5% (ν/ν)，采用自來水發(fā)酵的酒精度為10.2% (ν/ν)；將步驟209中的發(fā)酵液再回到上述步驟201中處理方；再依次按上述步驟進(jìn)行下去，循環(huán)35批，酒精發(fā)酵水平正常。實(shí)施例二 一種實(shí)現(xiàn)沼液回用生產(chǎn)酒精的方法與上述實(shí)施例一不同的是，在本實(shí)施例中，如圖2所示包括以下工藝步驟步驟201 酒精發(fā)酵液采用蒸餾的方法得到蒸餾廢液和產(chǎn)品，蒸餾廢液總COD為 95000mg/L ；在本實(shí)施例中，沒有選擇執(zhí)行步驟202 ；在步驟203中將進(jìn)入第一級(jí)高溫厭氧UASB反應(yīng)器中，維持溫度調(diào)整為50°C，水力停留時(shí)間(HRT)調(diào)整為6d;在本實(shí)施例中，選擇執(zhí)行步驟204，固液分離采用臥螺離心后再經(jīng)板框過濾方法串聯(lián)進(jìn)行分離；在步驟205中維持溫度調(diào)整為50°C，通入空氣，通氣比為6L/L. min并不斷攪拌， 處理濁。過濾后的氧化出水氨氮在170mg/L，S2—在40mg/L，堿度在3150mgCaC03/L ；在本實(shí)施例中，沒有選擇執(zhí)行步驟206 ；在步驟207中調(diào)整為樹脂150g/L，維持溫度在50°C，處理30min ；在本實(shí)施例中采用上述相同步驟208 ；在步驟209中把pH調(diào)整為5. 4，接入擴(kuò)培酒精酵母調(diào)整為12%的，恒溫發(fā)酵48h。 發(fā)酵結(jié)束后酒精度為10.5% (ν/ν)，采用自來水發(fā)酵的酒精度為10.2% (ν/ν)；將步驟209中的發(fā)酵液再回到上述步驟201中處理方；再依次按上述步驟進(jìn)行下去，循環(huán)35批，酒精發(fā)酵水平正常。實(shí)施例三一種實(shí)現(xiàn)沼液回用生產(chǎn)檸檬酸的方法，如圖3所示，主要包括以下工藝步驟步驟301 檸檬酸發(fā)酵液采用鈣鹽沉淀的方法得到提取廢液和粗產(chǎn)品，提取廢液總COD為15000mg/L ；采用其它提取方法不影響本發(fā)明的實(shí)施；步驟302 將提取廢液進(jìn)入第一級(jí)高溫厭氧UASB反應(yīng)器中，維持溫度在60°C，水力停留時(shí)間(HRT) 2d，pH在7. 5 8. 0。一級(jí)高溫厭氧出水經(jīng)過自然沉降，同時(shí)冷卻至45°C， 沉降污泥經(jīng)板框過濾，過濾液和出水再進(jìn)入第二級(jí)中溫UASB反應(yīng)器中。維持溫度在40°C， HRT在5d，pH在7. 8 8. 2，得到沼液。步驟303 維持溫度在40°C，通入空氣，通氣比為3L/L. min，并不斷攪拌，處理 2. 5h ；步驟304 氧化后的出水添加硅藻土 40g/L，維持溫度在50°C，并不斷攪拌處理 40min，這里，該步驟可根據(jù)實(shí)際情況決定是否執(zhí)行；在本實(shí)施例中，選擇執(zhí)行步驟304 ；步驟305 采用真空帶式過濾機(jī)過濾，使得處理后氧化出水氨氮在220mg/L，S2-在 30mg/L，堿度在 3500mgCaC03/L ；步驟306 在氧化后處理液經(jīng)過200g樹脂，維持溫度在60°C，處理時(shí)間25min ；步驟307 取1450g木薯，加入處理后的沼液資源水至6000ml，不足部份用自來水補(bǔ)充，混勻后置于IOL發(fā)酵罐中；
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步驟308 調(diào)節(jié)pH至5. 6，加入20000U/ml的高溫α -淀粉酶0. 7ml，攪拌均勻后加熱，100°C保溫液化60min。迅速降溫至35°C，接入黑曲霉IO6個(gè)孢子/ml，恒溫發(fā)酵64h。 發(fā)酵結(jié)束后檸檬酸濃度為15. 8% (ν/ν)，采用自來水配料發(fā)酵結(jié)束后檸檬酸濃度為15. 6% (ν/ν)；將步驟308中的發(fā)酵液再回到上述步驟301中處理方；再依次按上述步驟進(jìn)行下去，循環(huán)30批，檸檬酸發(fā)酵水平正常。實(shí)施例四利用沼液回用生產(chǎn)檸檬酸的方法，與上述實(shí)施例三不同的是，在本實(shí)施中，如圖3所示，主要包括以下工藝步驟在步驟301中提取廢液總COD為13500mg/L ；在步驟302中第一級(jí)高溫厭氧UASB反應(yīng)器中，維持溫度調(diào)整為55°C，水力停留時(shí)間(HRT) 4d;在步驟303中維持溫度在30°C，通入臭氧，通風(fēng)比為lL/L.min，并不斷攪拌，處理 1. 5h ；在本實(shí)施例中，沒有選擇執(zhí)行步驟304 ；在步驟305中采用板框過濾，使得處理后氧化出水氨氮在230mg/L，S2_在35mg/ L,堿度在 3550mgCaC03/L ；在步驟306中在氧化后處理液經(jīng)過300g分子篩，維持溫度在50°C，處理時(shí)間 40min ；在本實(shí)施例中，按上述步驟307執(zhí)行；在步驟308中調(diào)節(jié)pH至6.0，發(fā)酵結(jié)束后檸檬酸濃度為15.7% (ν/ν)，采用自來水配料發(fā)酵結(jié)束后檸檬酸濃度為15.6% (ν/ν)；將步驟308中的發(fā)酵液再回到上述步驟301中處理方；再依次按上述步驟進(jìn)行下去，循環(huán)30批，檸檬酸發(fā)酵水平正常。實(shí)施例五利用沼液水資源化生產(chǎn)青霉素的方法，如圖4所示，主要包括以下工藝步驟步驟401 采用萃取法提取，得到提取廢液和產(chǎn)品，青霉素效價(jià)92000U/ml，對(duì)純水正常發(fā)酵青霉素效價(jià)為91600U/ml，青霉素提取后的廢液總COD高達(dá)30000mg/L ；采用其它提取方法，不影響本發(fā)明的實(shí)施；步驟402 提取廢液進(jìn)入第一級(jí)高溫厭氧UASB反應(yīng)器中，維持溫度在52°C，水力停留時(shí)間(HRT) 5d，pH在7 7. 5。一級(jí)高溫厭氧出水經(jīng)過自然沉降，同時(shí)冷卻至35°C，沉降污泥回流至高溫反應(yīng)器中，出水再進(jìn)入第二級(jí)中溫UASB反應(yīng)器中。維持溫度在35°C，HRT 在7d，pH在7. 8 8. 3。經(jīng)過二級(jí)中溫厭氧出水即為沼液；步驟403 沼液經(jīng)過臥螺離心后再經(jīng)過板框過慮，得到濾液和沼泥；步驟404 維持溫度在40°C，加入0. 3%o H2O2，密封維持一定壓力并不斷攪拌，處理 lh。氧化后的出水氨氮在38mg/L，S2"在10mg/L，堿度在3000mgCaC03/L ；步驟405 氧化后的出水添加活性炭8g/L，維持溫度在60°C，并不斷攪拌處理 40min ；步驟406 經(jīng)過板框過濾，得到濾液，濾餅活性炭可以再生；步驟407 濾液經(jīng)過200g/L分子篩柱，維持溫度在60°C，處理后分子篩柱可采用常規(guī)方法再生；步驟408 將處理后的沼液水置于IOL發(fā)酵罐中，再加入淀粉水解糖50g/L，玉米漿 80g/L,再加入一定量的營養(yǎng)鹽，混勻維持體積6000ml，不足部分添加自來水，；步驟409 調(diào)節(jié)pH至6. 2，并滅菌，接入18 %的青霉素菌種子液(或控制菌球 8000-11000只/ml)，25°C恒溫發(fā)酵180h，其中在50h時(shí)開始流加碳源進(jìn)行補(bǔ)料發(fā)酵。將步驟409中的發(fā)酵液再回到上述步驟401中處理方；再依次按上述步驟進(jìn)行下去，循環(huán)15批，青霉素發(fā)酵水平正常。
權(quán)利要求
1.一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，采用以下工藝步驟(1)、發(fā)酵提取廢液經(jīng)過厭氧發(fā)酵獲得沼氣和沼液；O)、沼液進(jìn)行微氧化處理；(3)、微氧化處理后的沼液經(jīng)過脫色處理，然后固液分離獲得濾液；G)、濾液再進(jìn)行固體酸處理；(5)、經(jīng)過固體酸處理后的沼液與淀粉類原料或淀粉水解糖按照比例混合拌料，沼液不足部分用自來水補(bǔ)足，拌料后進(jìn)行蒸煮、糖化或糖化發(fā)酵，發(fā)酵液經(jīng)過分離提取獲得發(fā)酵產(chǎn)品，排出提取廢液；(6)、提取廢液進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐中進(jìn)行沼氣發(fā)酵，即回到步驟(1)，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，權(quán)利要求1步驟(1) 中的提取廢液，是指不同種類發(fā)酵產(chǎn)品的發(fā)酵液經(jīng)過相應(yīng)提取工序獲得發(fā)酵產(chǎn)品后排放的廢水，該提取廢液在進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵前已或未經(jīng)過固液分離；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，權(quán)利要求1步驟(1) 中得到的沼液，在進(jìn)入步驟⑵前已或未經(jīng)過固液分離；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，權(quán)利要求1步驟 (2)所述的微氧化處理是指采用空氣、純氧、雙氧水、臭氧等中的一種或多種組合，通風(fēng)比為0. 05 8L/L. min (雙氧水添加0. 001 0. 5 % ν/ν)，處理溫度為20 80°C，處理時(shí)間 3min 12h ；
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，權(quán)利要求1步驟(3) 所述的脫色處理是指用活性炭、硅藻土、活性氧化鋁等常用脫色劑中的一種或多種組合，添加量為0. 1 100g/L，處理時(shí)間20min 60min ；處理溫度20 70°C ；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，權(quán)利要求1步驟(3) 屬非必須操作步驟，當(dāng)步驟(2)微氧化處理前沼液已經(jīng)過固液分離且無需脫色處理時(shí)，步驟⑶可省略；
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，權(quán)利要求1步驟(4) 所述的固體酸主要是采用分子篩、樹脂、硅膠等中的一種或多種組合。添加量為10 400g/ L，處理時(shí)間5 120min，處理溫度在20 80°C ；
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)沼液回用于生產(chǎn)的方法，凡提取廢液經(jīng)過厭氧沼氣發(fā)酵處理的微生物發(fā)酵，均適用本發(fā)明技術(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種沼液回用實(shí)現(xiàn)沼液資源化的方法，特征是包含以下步驟經(jīng)或未經(jīng)固液分離的提取廢液進(jìn)入?yún)捬跽託獍l(fā)酵罐進(jìn)行沼氣發(fā)酵，沼液再經(jīng)微氧化、脫色和固體酸處理等步驟，處理后的沼液達(dá)到工藝用水要求回用作為拌料用水，再經(jīng)液化、糖化、發(fā)酵和提取等常規(guī)生產(chǎn)工藝獲得發(fā)酵產(chǎn)品，提取廢液進(jìn)入下一批次的循環(huán)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是沼液可無限循環(huán)回用，不僅消除了傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中的廢水污染，而且沼液實(shí)現(xiàn)資源化，節(jié)約了大量寶貴的水資源，也淘汰的曝氣好養(yǎng)處理工藝，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C12R1/685GK102503019SQ20111030697
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月12日
發(fā)明者唐蕾, 張宏建, 張建華, 毛忠貴 申請(qǐng)人:江南大學(xué)